主要内容
柔性钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)是极具潜力的硅基光伏技术互补候选器件,然而其稳定性仍远未达到工业化标准,尤其在塑料基底透水引发的长期潮湿环境暴露下,稳定性衰减问题亟待解决。传统疏水中间层虽具备阻水能力,但通常与极性钙钛矿前驱体溶液难以兼容,不适用于钙钛矿薄膜底层。针对这一核心问题,苏州大学李耀文、许桂英等人开发了一种自愈型疏水涂层(SHC)界面阻隔层,该涂层由含动态亚胺交联结构的超分子聚合物与二氧化硅(SiO₂)纳米颗粒构筑制备而成,兼具抑制水汽渗透与调控钙钛矿结晶的双重功能。
这种 SHC 涂层具备强疏水性、超低水汽透过率(WVTR,水汽透过率)及优异自愈能力,即便历经表面处理与钙钛矿薄膜沉积等工序,仍能持续保持稳定防护效能。除有效阻隔水汽外,该涂层还可与碘化铅(PbI₂)发生相互作用,调控其取向生长,进而引导钙钛矿晶粒朝着致密堆叠、残余 PbI₂减少的方向生长,最终制备出致密无杂相、具有择优取向的高性能钙钛矿薄膜。
器件性能测试表明,基于 SHC 改性的柔性 pero-SCs 取得突破性成果:0.062 cm² 小面积器件光电转换效率达 26.38%(认证效率 25.74%),1.004 cm² 大面积器件效率达 24.80%,均刷新柔性钙钛矿太阳能电池效率纪录。同时,器件展现出卓越的耐久性能:在相对湿度 85% 的环境下,效率衰减至初始值 80% 的时间(T₈₀)超过 1000 h,完全符合 IPX7 防水等级标准;经过 10000 次弯折循环后(弯折半径 X mm),仍保持优异的机械完整性与电学性能稳定性。
本研究证实,SHC 是一种集阻隔防护与结晶调控于一体的通用型界面设计策略,为柔性钙钛矿光伏技术的产业化推进提供了关键技术支撑。
文献信息
Self-HealingHydrophobicBuriedInterfacesforAchievingMoisture-ResistantFlexiblePerovskiteSolarCellswith26.38%Efficiency
WenLiu,GuiyingXu,YeyongWu,YunxiuShen,XiaoxiaoWu,XuleiZhu,ChuanshuaiHan,QinrongCheng,HaiyangChen,YaowenLi
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202519163
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